【摘 要】
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鄱阳湖是我国第一大淡水湖,拥有丰富的淡水和生物资源,为长江江豚的主要栖息地,是我国首批国家重点保护湿地之一,其生态环境、水文以及地貌变化受到广大学者的关注。湖口作为鄱阳湖汇入长江干流的唯一出口,其河床高程控制着湖床的冲淤平衡状态和下切程度,因而是鄱阳湖流域的侵蚀基准面,对鄱阳湖流域的防洪排涝、农业生态等方面产生重要影响。因此,对鄱阳湖侵蚀基准面变化研究则显得尤为重要。自2003年三峡大坝运行以来,
【基金项目】
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中国地质调查局南京地质调查中心委托项目—长江经济带地质资源环境综合评价项目“重大水利工程对长江中下游地质环境影响调查评价”(DD20190260);
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鄱阳湖是我国第一大淡水湖,拥有丰富的淡水和生物资源,为长江江豚的主要栖息地,是我国首批国家重点保护湿地之一,其生态环境、水文以及地貌变化受到广大学者的关注。湖口作为鄱阳湖汇入长江干流的唯一出口,其河床高程控制着湖床的冲淤平衡状态和下切程度,因而是鄱阳湖流域的侵蚀基准面,对鄱阳湖流域的防洪排涝、农业生态等方面产生重要影响。因此,对鄱阳湖侵蚀基准面变化研究则显得尤为重要。自2003年三峡大坝运行以来,长江中下游输沙量大幅下降,干流河槽冲刷剧烈,与鄱阳湖汇流河段的张家洲南水道河床冲刷深度达8-10 m,湖口河床冲刷深度达1.2 m。与此同时,近期鄱阳湖枯水期延长,枯水位持续走低,对鄱阳湖居民用水和农业灌溉用水产生巨大影响。因此,探究侵蚀基准面变化对鄱阳湖水情变化的影响迫在眉睫。本文利用2016年、2019年及2020年在鄱阳湖流域的实测多波束三维水下地形、三维激光扫描仪扫描的水陆过渡带岸滩地形、岸滩表层沉积物粒度、湖床表层沉积物粒度、悬浮物浓度、浅地层沉积特征等数据,结合多年份鄱阳湖流域五河、星子与长江干流汉口、大通和九江水文(位)站水文数据,及湖口河床高程数据,分析近期鄱阳湖侵蚀基准面变化特征及其对水情与湖床演变的影响。主要研究结果和结论如下:(1)鄱阳湖侵蚀基准面变化特征:1953-2008年湖口水文站河槽深泓点高程不断下降,2008年河槽深泓点下切至-0.78 m,2016年湖口床面最低点高程下降至-4.28 m;2003年后,大通平均流量为20000 m3 s-1、25000 m3 s-1、30000 m3 s-1时所对应的湖口水位多年平均值相对于1951-2002年多年平均值来说,分别下降0.56 m、0.51 m、0.43 m,近似量化了侵蚀基准面变化。此外,湖口断面形态发生改变,河槽深泓点逐渐向右岸转移。(2)湖口-大通同流量水位与赣江和抚河输沙量、汉口和大通输沙量及九江水位呈显著的正相关关系。选择赣江代表五河来沙变化的影响,汉口代表长江干流输沙量变化的影响,九江水位代表长江干流水位变化的影响,建立多元线性回归模型,模型在5%的显著性水平下显著,回归结果较好;相对重要性分析结果表明,长江干流汉口输沙量减少引起的河槽冲刷是鄱阳湖侵蚀基准面下降的主要影响因素,所占比重为66.3%;其次是赣江输沙量的减少,所占比重是25.9%;再者是九江水位下降引起的挟沙倒灌作用减弱,所占比重为7.8%。(3)侵蚀基准面下降对鄱阳湖水情的影响主要表现为:湖口-大通同流量水位与星子10月水位呈显著正相关关系,与枯水期天数呈显著负相关关系,侵蚀基准面下降引起鄱阳湖枯季水位迅速消落、枯期提前及枯期延长。星子10月水位2003-2018年多年平均水位与1956-2002年相比下降1.95 m,10月下旬多年平均旬水位下降2.82 m,直观显示了鄱阳湖在短期内水位快速消落这一特点;选择大通平均流量为20000 m3 s-1时的湖口-大通同流量水位为自变量,星子枯季10月水位为因变量,探讨侵蚀基准面变化对鄱阳湖星子枯季10月水位变化的影响。建立线性回归方程,模型在5%的显著性水平下显著,拟合效果较好。(4)侵蚀基准面下降对鄱阳湖湖床演变的影响主要表现为:(1)侵蚀基准面下降增大湖口携沙出流的能力,改变鄱阳湖沉积环境。1956-1999年鄱阳湖净沉积泥沙总量约为259.27×106 t,年均沉积5.89×106t。2000-2019年鄱阳湖整体净侵蚀量为97.93×106t,年均侵蚀4.9×106t;(2)侵蚀基准面下降通过对鄱阳湖枯季水位消落的影响,加速水陆过渡带的岸滩沉积演变,沉积物粗-细分层显著。相比2020年高水位时水陆过渡带的岸滩沉积演变,2019年低水位时水陆过渡带的岸滩横剖面高程往复阶梯状变化更显著,且沉积物分层的水平距离较短;(3)侵蚀基准面下降使得床面泥沙活动增强,入江通道发生溯源侵蚀。总之,近年来鄱阳湖侵蚀基准面整体呈下降趋势,其变化主要受上游赣江来沙及三峡大坝运行的影响,三峡大坝运行所造成的长江干流输沙量减少是主因。侵蚀基准面下降对鄱阳湖枯季水位产生影响,其中枯季10月水位下降显著。此外,侵蚀基准面下降改变了水陆过渡带的岸滩沉积环境及湖床溯源侵蚀特征,进而对鄱阳湖湖床演变产生影响。
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